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国内燃煤电厂脱硫烟囱防腐现状

文章来源:宏亚高空时间:2020-12-22
1.1 现行防腐技术方案
目前对于燃煤电厂脱硫烟囱的防腐处理通常采用防腐砖加胶粘剂、防腐涂料和耐腐蚀金属内筒等3种方案[1,2],其它还有诸如整体玻璃钢烟囱、耐酸胶泥与耐酸砖板内衬、耐酸混凝土等方案,但在国内应用极少。

砖砌内衬防腐密封层:包括衬砌各种耐酸砖、发泡玻璃砖、板,是传统的防腐手段。砌块之间用粘合剂粘合,并采用粘合材料对砌块间的缝隙勾缝,阻断烟气对烟筒内壁的腐蚀。其特点是材料耐腐蚀,耐高温,施工简单易行。但整体防腐性能差,衬体层受热胀冷缩应力影响,勾缝易产生开裂,造成渗漏腐蚀。为此,就出现了以泡沫硼硅玻璃与合成橡胶复合而成的泡沫玻璃砖,虽有改善,但尚未达到预期效果。

涂覆各种防腐涂料:这类防腐技术因材料和工艺的不同而出现几种衍生技术。

其一是喷涂或涂刷耐腐蚀玻璃鳞片树脂防腐涂层,其优点是耐酸、耐高温。但易起皮、龟裂或脱落;其二是喷涂耐酸混凝土,表面再加抹一层乙烯基玻璃鳞片树脂,其工艺是在钢套筒内壁焊上短锚筋,挂上钢丝网,然后喷涂50~70mm厚耐热耐酸混凝土,混凝土表面加抹一层乙烯基玻璃鳞片树脂。其工艺较复杂,而且增加了钢筒的壁厚和基础荷载。材料损耗大,烟气温度过高,防腐层易产生细小裂缝,若烟气回到低温潮湿状态,冷凝的酸液易通过裂缝,渗透到钢套筒内壁,造成腐蚀。

内衬高性能的耐腐蚀金属钛板:钛及钛合金强度高,钝化能力强,耐腐蚀性能好。采用爆炸复合、爆炸轧制复合工艺将钛及钛合金与钢板结合成钛钢复合板,能抵御多种腐蚀介质的侵蚀,耐久性很好。但缺点工程造价高,焊接技术要求高。在长期腐蚀环境中,焊缝腐蚀渗透容易出现。

1.2 设备运行状况
由于我国火电厂大规模推广脱硫技术起步较晚,对于实施湿法脱硫(WFGD)后的烟囱防腐技术研究和应用也处于起步阶段,虽然在设计和施工过程中部分借鉴了国外经验,但实际效果并未达到设计初衷(烟囱结构设计寿命50年;排烟功能设计应满足工艺系统设计寿命30年要求)。部分发电集团、设计院以及行业协会曾对火电厂实施烟气脱硫后烟囱的防腐方案及防护效果进行了调查和统计,基本上能代表目前国内火力电厂烟囱的防腐状况。

(1)调查结果之一:2010年对广东省11家火电厂的脱硫系统及烟囱的腐蚀情况进行了调研和分析[3],其中11个电厂的烟囱均为半湿烟囱工况,即脱硫系统均设有烟气加热装置(GGH或蒸汽加热)。采用防腐砖加胶粘剂或防腐涂料对烟囱进行防腐处理后,运行情况比较理想。归其原因是流经烟囱的烟气介质温度仍在85~90℃之间,未出现烟气介质的冷凝情况,即所谓的半湿烟囱实际运行的工况还是干态的。有人做过估算加装GGH的脱硫系统投资要高出7%左右,运行和维护成本也比较高一些。虽然之前德国、日本设计的脱硫系统都加装GGH,但20世纪80年代以后美国设计的脱硫系统大多数都不在加装GGH;

(2)调查结果之二:经过调查,收集了12项工程的13座烟囱以及全国各地10余项烟气湿法脱硫机组不设GGH的烟囱工程腐蚀渗漏资料[4]。结果表明,不设GGH的砖内衬层烟囱或单筒式烟囱腐蚀渗漏情况十分严重,钢内衬层加防腐层的腐蚀渗漏情况也不是很理想,具体表现为,砌体结构的排烟内衬层或内衬,由于烟气正压运行,烟气冷凝结露,渗漏非常突出,出现腐蚀状况的速度很快,最快者在脱硫系统投运后不到1个月就发生烟气泄漏;钢内衬层结构的排烟内衬层,由于局部防腐层的脱落导致短时间内钢内衬层腐蚀穿透和渗漏;外接烟道及与烟囱内烟道相连接处的腐蚀渗漏突出,设GGH的砖内衬层烟囱腐蚀渗漏状况较少,个别砖套筒烟囱的砖砌体有微裂缝现象出现显著;

(3)调查结果之三:2009年曾对之前5年各有关发电企业建成投运和正在建设的226个火力发电厂脱硫烟囱(道)防腐工程开展了函调[5]。结果发现,目前我国脱硫烟囱所采用的13种防腐方案中有10种方案由于防腐方案设计不合理、防腐材料质量不过关、施工过程质量控制不严谨等原因,造成烟囱防腐出现过不同程度的损坏现象;函调烟囱总数的20%及以上出现了防腐层开裂、冲刷或脱落、酸液渗漏等问题;更为严重的是发现最短的防腐体系竟然仅仅维持了2个月时间,就发现防腐层脱落,对烟囱造成严重腐蚀。
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